山東省煙臺市山上里金礦地質特征及成因研究

金 剛，吳 鳴，盛順超，徐 健，王志浩，王吉祥

(1.中國冶金地質總局 山東正元地質勘查院，山東 濟南 250100； 2.山東黃金集團 蓬萊礦業有限公司，山東 煙臺 265600)

膠東半島是我國重要的金礦集中地，主要由招萊成礦帶、棲蓬成礦帶、牟乳成礦帶組成[1-3]。區域上金礦富集與太古—元古代的基性火山—沉積建造及其后的區域變質綠巖帶關系密切[4-6]，受燕山早期構造巖漿熱液影響，成礦元素進一步活化富集，形成膠東特有的“玲瓏—焦家式” 中生代交代重熔花崗巖相關的剪切帶石英脈—細脈浸染狀蝕變巖型金礦床[7]。山上里金礦區地處牟乳成礦帶的中部，該地區自20世紀70年代開展工作以來，開展了一系列地質找礦工作，礦床規模由小型到中型，近年來勘探進入了瓶頸期，一直未有所突破。本文通過分析物探、化探、地質等不同層次的成礦特點[8]，對山上里金礦礦床成因及找礦規律進行探討。

1 成礦地質背景

1.1 礦區地質特征

礦區位于膠北隆起及坳陷區東南部，金牛山斷裂帶的南段西側與牟平—即墨斷裂毗鄰(圖1)。礦區處于特殊的大地構造部位，經歷了多次韌性變形作用，形成了一系列的韌性變形帶和大型脆性斷裂構造，構造形跡較為復雜，金及多金屬礦成礦條件優越[9]。

圖1 膠東金礦地質礦產簡圖Fig.1 Geological and mineral brief map of Jiaodong Gold Mine

區內地層簡單，古元古代荊山群零星分布，以新生代第四紀為主，由灰褐色亞粘土、砂質亞粘土和含礫砂組成，其中砂礫層是砂金礦富集的有利場所。區內巖漿巖分布廣泛，以新元古代震旦期玲瓏超單元為主體，巖性為片麻狀中粒含黑云二長花崗巖、弱片麻狀中粗粒二長花崗巖，呈巖基狀產出，主要分布礦區中西部[10]。礦區受金牛山斷裂影響，斷裂構造發育，走向北北東向為主，是區內主要的導礦、容礦構造，礦脈沿走向、傾向均呈舒緩波狀，膨縮現象明顯[10]。

1.2 地球物理特征

礦區位于重力低值區，相應航磁為0～10 nT平緩的低值區，反映為新元古代玲瓏超單元的重磁場特征。物探異?；痉磻藚^域深部有中生代中酸性侵入巖產出，區域主要金礦(床)點均位于該異常內，說明金礦的成礦與中生代中酸性巖漿侵位關系密切[7]。

1.3 地球化學特征

在乳山市北部、牟平區南部地區，分布一個大的呈南北向展布的Au、Ag、Cu、Pb、Zn綜合異常區，異常呈北北東向，沿斷裂帶分布，與蝕變帶發育地段相吻合，顯示了斷裂構造的控礦性。礦區位于此異常中，異常內已分布大中小金礦床數十個，如鄧格莊金礦、南東莊金礦、金牛山金礦、臘子溝金礦等[1]。

2 礦體地質特征

2.1 礦體特征

礦區內圈定3條礦脈，共圈定礦體6個(圖2)。其中，Ⅰ-①、Ⅰ-②、Ⅰ-③號礦體分布于Ⅰ號脈內，Ⅱ-①、Ⅱ-②、Ⅱ-③號礦體分布于Ⅱ號脈內。Ⅰ-①、Ⅱ-①號2個礦體為區內主要礦體，儲量約占87%；Ⅰ-②、Ⅰ-③、Ⅱ-②、Ⅱ-③號4個礦體規模較小，礦體特征見表1。

表1 礦體特征Tab.1 Ore body characteristics

圖2 上山里金礦區地質礦產Fig.2 Geological and mineral resources of Shangshanli Gold Mine Area

(1)Ⅰ-①號礦體。為區內主要礦體，儲量約占44%，賦存于黃鐵絹英巖化碎裂巖夾黃鐵礦化石英脈帶內。呈脈狀分布，沿走向及傾向呈舒緩波狀延伸，具分枝、復合、膨縮特征。沿走向長220～410 m，平均350 m，斜深已達466 m仍未封閉。礦體產狀與蝕變帶一致，走向20°～30°，傾向北西，傾角為78°～88°。礦體單工程厚0.49～2.59 m，平均厚1.53 m，厚度變化系數89%，屬厚度較穩定型礦體。單樣金品位0.88×10-6～10.85×10-6，平均4.81×10-6，品位變化系數98%，屬有用組分均勻型礦體。礦體品位與厚度之間的變化情況，似具正消長關系。

(2)Ⅱ-①號礦體。為區內主要礦體，儲量約占43%，賦存于黃鐵絹英巖化碎裂巖夾黃鐵礦化石英脈帶內。呈脈狀分布，沿走向及傾向呈舒緩波狀延伸，具分枝、復合、膨縮特征。沿走向長340～480 m，平均長420 m，斜深已達402 m仍未封閉。礦體產狀與蝕變帶一致，走向20°～30°，傾向北西，傾角為75°～88°。礦體單工程厚0.59～2.49 m，平均厚1.57 m，厚度變化系數為94%，屬厚度較穩定型礦體。單樣金品位為0.96×10-6～10.75×10-6，平均4.47×10-6，品位變化系數111%，屬有用組分較均勻型礦體。礦體品位與厚度之間的變化情況，似具正消長關系。

2.2 礦床規模

礦區共探獲資源儲量總量(332+333)：礦石量1 521 692 t，金金屬量7 016 kg，平均品位4.61×10-6，平均厚度1.49 m。礦區達到中型規模以上。

2.3 礦石質量

礦石結構主要為晶粒狀結構、交代殘余結構，構造為浸染狀構造。礦石礦物有自然金、銀金礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等，脈石礦物有斜長石、石英、絹云母、鉀長石、黑云母、方解石、金紅石等。礦石類型主要為浸染狀黃鐵絹英巖質碎裂巖型礦石、浸染狀黃鐵絹英巖化花崗巖型礦石。金的賦存狀態以晶隙金為主，裂隙金次之，包體金少量(表2)。晶隙金主要賦存于黃鐵礦晶隙中，其次是石英晶隙中，從鑲布關系來看，金與黃鐵礦、石英及黃銅礦、閃鋅礦關系密切。

表2 金礦物賦存狀態統計Tab.2 Statistical table of occurrence status of gold deposits

2.4 蝕變巖帶特征

礦體主要賦存于蝕變巖帶內。礦區蝕變巖帶為黃鐵絹英巖化碎裂巖帶、絹英巖化花崗巖帶[10]。

(1)黃鐵絹英巖化碎裂巖帶。主要蝕變巖石有黃鐵絹英巖化碎裂巖，局部為黃鐵絹英巖化角礫巖等，呈帶狀分布，厚0.8～10.0 m。主要礦物為石英、絹云母、黃鐵礦、多金屬硫化物及碳酸鹽等。由于多次應力作用，蝕變礦物遭受到較強烈破碎，黃鐵礦呈浸染狀分布，并具不同程度的裂紋。黃鐵礦為主的多金屬硫化物含量較高，是主礦體賦存的主要部位。

(2)黃鐵絹英巖化花崗巖帶。主要蝕變巖為黃鐵絹英巖化花崗巖。主要礦物成分有黃鐵礦、絹云母、石英、鉀長石等。以黃鐵礦為主的多金屬硫化物呈脈狀、網脈狀及星散狀、團塊狀產出。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

太古代末到早元古代初，發生了一次強烈的褶皺造山運動—膠東運動，伴隨構造運動發生了區域變質作用，形成了新老無序的遞進變質帶[2]。在區域變質作用過程中，通過原巖脫水，形成具較強溶解能力的熱液，促使原巖中堿金屬鹵化物及部分金、銀、銅、鋅、鉛等成礦組分活化遷移，形成了變質熱液，匯集在膠東中部低溫、低壓變質帶(低角閃巖相帶)中，構成了膠東中部金元素的高背景異常區[11-16]。中生代，由于太平洋板塊與歐亞大陸的俯沖，沂沭斷裂帶的強烈活動，膠北地塊熱流值升高，使下地殼物質產生了部分熔融。由于深大斷裂與上地幔溝通，上地幔巖汁的滲入形成了交代—重熔巖漿，以頂蝕方式向上滲透擴散交代，形成交代—重熔巖漿巖—玲瓏花崗巖和郭家嶺花崗閃長巖。在巖體形成過程中，礦源層中的金等成礦元素進一步活化、遷移、匯集，并在成巖作用的晚期形成富含揮發份的含礦熱液，賦存于花崗巖之中[3-6]。

在基底構造基礎上，斷裂早期的壓剪性活動和其后的繼承活動，使其局部產生了引張擴容帶，為含礦溶液的富集沉淀提供了有利空間。含礦熱液在斷裂裂隙系統中，經早期蝕變作用和晚期多次疊加礦化，形成了該礦床[13-15]。

綜上所述，本礦床屬交代—重熔巖漿期后中低溫熱液充填、交代蝕變巖型金礦床。

3.2 礦床形成階段

礦床形成具有多階段性和疊加性，這是斷裂構造階段性發育和成礦熱液間歇性活動造成的。主生金礦期成礦熱液的活動從早期到晚期，礦液的化學成分及其物化條件不斷變化，晶出的礦物組合由簡單到復雜，再到簡單，金含量從少到多再到少。呈規律性變化。礦體主要賦存于構造蝕變巖帶中，金屬硫化物呈浸染狀、細脈網脈狀、脈狀或細脈浸染狀產出，主要載金礦物為黃鐵礦。金礦物的富集與蝕變強度有關，蝕變越強，礦化越好。金的賦存狀態以晶隙金和裂隙金為主，包體金少量。

根據獲得的礦物組合、結構構造及熱液脈體相互穿切的關系，并結合區域成礦期次的劃分[11]，礦床內熱液期劃分了4個礦化階段：①黃鐵礦石英階段。玲瓏花崗巖演化的末期，產生了大量富含堿、硅及揮發份的含礦熱液沿裂隙充填，發生娟英巖化，黃鐵礦析出，形成黃鐵絹英巖化巖石。受構造破碎，經含礦熱液的廣泛交代蝕變作用，含礦熱液由堿性演變為中性至酸性，由高溫氧化狀態逐漸變為中溫還原狀態。導致早期高溫黃鐵礦和石英從含礦熱液中沉淀。石英和黃鐵礦疊加在一起形成黃鐵礦石英脈，充填于斷裂帶中。②金石英黃鐵礦階段。黃鐵礦石英階段之后，構造的繼承性活動使早期形成的黃鐵礦石英破碎，為含礦熱液的富集沉淀提供了有利空間。此時，由于大量SiO2的沉淀，熱液由酸性演變成為中性至弱堿性，礦液組分賴以存在的物化條件改變，金、銀等元素開始沉淀，黃鐵礦和石英的析出，使他們共同組成含金石英黃鐵礦脈，充填在構造裂隙中。③金石英多金屬硫化物階段。金石英黃鐵礦階段末期，發生了一次相當強烈的復活性構造運動，構造活動主要承襲先期斷裂裂隙，造成早期蝕變巖和早期成礦階段的產物進一步破碎，含礦熱液再次導入，這時的含礦熱液偏堿性還原狀態，金的絡合物穩定性急劇下降，金開始大量沉淀。與此同時，礦液中的Cu2+、Pb2+、Zn2+濃度增大，開始沉淀出各種硫化物。而硫化物的析出又促進了金的沉淀，大量析出的熱液礦物呈細脈狀、細網脈狀或細脈浸染狀分布于破碎蝕變帶中，構成細脈浸染狀礦石。因此，該成礦階段是金礦物形成的主要階段。④石英方解石階段。該階段熱液礦物呈細脈或網脈狀分布于破碎蝕變帶內，穿切前階段的熱液脈體，主要礦物為方解石，并有少量石英。該階段熱液脈體活動標志著金礦化的尾聲。

3.3 找礦標志

金礦的形成和分布受地層、巖漿巖和構造的綜合因素控制，而區內基本上是受構造和巖漿巖的控制。通過對區內地質、地球物理、地球化學特征的研究，對金礦的找礦標志可概括為：①北北東向壓扭性斷裂帶，具明顯的壓扭特征，它與構造的交匯部位是礦床定位的重要構造標志。主干斷裂與分支斷裂的交匯部位及斷裂構造的啟開和產狀變化部位也是重要的地質找礦標志。②紅化蝕變與黃鐵絹英巖化蝕變疊加的蝕變巖帶，是直接找礦標志；蝕變帶中石英多金屬硫化物共生組合是找礦的重要標志；黃鐵礦、石英是主要載金礦物，是礦床形成的重要標志；蝕變帶中常含黃鐵礦，在表生作用下，黃鐵礦氧化成褐鐵礦，經淋濾形成醒目的蜂窩狀構造，也是找礦的重要標志。③砂金礦和重砂金異常是預示原生金礦床存在的間接和直接標志。

3.4 找礦模型

根據成礦地質特征，高背景地球化學場，物探綜合異常，結合礦床成因等因素，歸納礦區內發現金礦床(點)的基本特征，建立地球化學—地球物理—地質綜合找礦模型(圖3)。

圖3 地球化學—地球物理—地質綜合找礦模型Fig.3 Geochemistry-geophysics-geological comprehensive prospecting model

4 效益分析

通過對礦區地質、礦體特征等分析，總結找礦標志、礦床成因，建立找礦模型，將會對礦山產生綜合效益，主要表現在經濟效益、社會效益、環境效益等方面。通過礦床成因分析，了解礦體分布特征，可直接減少對礦床的勘查經費，擴大礦山的資源儲量，擴大礦山生成規模，增加礦山利潤，增加當地就業崗位，緩解就業壓力。了解礦體分布特征，總結找礦標志，有針對性的開展礦產勘查，盡可能的減少對環境的擾動，促進和保持生態系統間的良性循環，達到人與社會的可持續發展。

5 結論

山上里金礦區域上受東亞大陸與西太平洋活動帶相互關聯的構造剪切帶和活動地帶影響，形成了一系列的北北東、北東向斷裂構造。受后期巖漿熱液影響，礦源層中成礦元素進一步活化，沿地質構造薄弱處遷移，在成礦有利區域沉淀富集，經歷了黃鐵礦—石英階段，金—石英—黃鐵礦階段，金—石英—多金屬硫化物階段，石英—碳酸鹽階段等多期蝕變作用和疊加礦化，形成了該礦床。通過勘查礦區共探獲(332+333)金金屬量7 016 kg，礦山金儲量達到了中型規模。